DE1677171B2

DE1677171B2 - Electrostatic, preferably manually operated device for dusting coatings on workpieces

Info

Publication number: DE1677171B2
Application number: DE1677171A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Ransburg Corp
Current assignee: Ransburg Corp
Priority date: 1959-06-18
Filing date: 1960-06-18
Publication date: 1974-01-03
Also published as: DE1677171C3; BE592009A; CH370679A; US3009441A; GB960102A; DE1677171A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrostatische, vorzugsweise von Hand za betätigende Vorrichtung zum Aufstäuben von Überzügen auf Werkstücke mit einem an eine in Abhängigkeit seines Abstandes vom Werkstück veränderliche Hochspannung angeschlossenen Zerstäuberkopf mit ringförmiger Zerstäuberelektrode, innerhalb der eine ein kleineres Potential als die Zerstäuberelektrode aufweisende Zusatzelektrode angeordnet ist und außerhalb der eine Abschirmung mit einer in die Zerstäubungsrichtung weisenden Kante vorgesehen ist. The invention relates to an electrostatic device, preferably operated by hand for dusting coatings on workpieces with one to one depending on its distance from the workpiece variable high voltage connected atomizer head with ring-shaped Atomizer electrode, within which one has a lower potential than the atomizer electrode Additional electrode is arranged and outside of which a shield is provided with an edge pointing in the sputtering direction.

Es ist eine elektrostatische Vorrichtung zum Zerstäuben von flüssigem Uberzugsmaterial bekannt (schweizerische Patentschrift 321 226), bei welcher eine aus Metall bestehende und an eine Hochspannung angelegte Zerstäuberelektrode von einem sich nach vorn konisch erweiternden Abschirmschild aus Isolierstoff umgeben ist, der zum Schutz der Bedienungsperson und zur Verhinderung einer zu großen Annäherung der Elektrode an den zu überziehenden Gegenstand und weiterhin als strahlformendes Element zur Erzeugung einer größeren Gleichmäßigkeit der Ablagerung der zerstäubten Teilchen dient. Der Schild ist in einem verhältnismäßig großen Abstand von der Zerstäuberelektrode angeordnet und steht außerdem um einen großen Abstand von der vorderen Kante der Zerstäuberelektrode vor. Dadurch soll erreicht werden, daß keine Überschläge zwischen Zersiäuberelektrode und geerdeten Gegenständen stattfinden. Dies wird jedoch bei der bekannten Ausführungsform dann nicht erreicht, wenn die zu überziehenden Gegenstände während ihres Transports durch die Überzugszone in Schwingung geraten sind und dadurch vorstehende Teile der Gegenstände in den Raum innerhalb des Schildes hineingelangen. Zudem ist die bekannte Vorrichtung unhandlich, hohle Gegenstände können schlecht überzogen werden, da wegen der Größe des Schildes in das Innere des Gegenstandes schlecht hinein zu gelangen ist und der Schild wird wegen seiner großen Oberfläche im Betrieb elektrostatisch aufgeladen, was einerseits für die Bedienungsperson gefährlich ist und andererseits die Qualität des erhaltenen Überzugs beeinträchtigt.An electrostatic device for atomizing liquid coating material is known (Swiss Patent 321 226), in which one made of metal and connected to a high voltage applied atomizer electrode from a shielding shield that widens conically towards the front Insulating material is surrounded to protect the operator and to prevent too large Approach of the electrode to the object to be coated and still as a beam-shaping element serves to produce greater uniformity in the deposition of the atomized particles. Of the Shield is arranged at a relatively large distance from the atomizer electrode and stands also a large distance from the leading edge of the atomizing electrode. This is supposed to can be achieved that no flashovers between the atomizing electrode and earthed objects occur. However, this is not achieved in the known embodiment when the to be covered Objects have started to vibrate during their transport through the coating zone and thereby protruding parts of the objects get into the space within the shield. In addition, the known device is unwieldy, hollow objects are difficult to cover, because of the size of the shield it is difficult to get into the interior of the object and Due to its large surface area, the shield is electrostatically charged during operation, which is on the one hand for the operator is dangerous and, on the other hand, affects the quality of the coating obtained.

ίο Ferner wird bei einem älteren nicht veröffentlichten Vorschlag (deutsche Offenlegungsschrift ! 402 625) zum elektrostatischen Überziehen von Gegenständen mit einer Flüssigkeit eine Zwischenelektrode verwendet. Durch eine innerhalb des ringförmigen Zerstäubungsmusters angeordnete Elektrode wird eine das Zerstäubte nach innen hin anziehende Zone geschaffen und zu diesem Zweck wird diese Elektrode auf einem elektrischen Potential zwischen dem Potential der aufgeladenen Zerstäaberelektrode und dem Potential der zu überziehenden Gegenstände gehalten. Dieser ältere nicht vorveröffentlicnte Vorschlag betrifft das Problem, bei Anwendung elektrostatischer Zerstäubungseinrichtungen die Bildung eines ringförmigen Zerstäubungsmusters zu vermeiden, er betrifft jedoch nicht das vorangehend erläuterte Sicherheitsproblem.ίο Furthermore, an older unpublished Proposal (German Offenlegungsschrift! 402 625) for electrostatic coating of Objects with a liquid use an intermediate electrode. By one within the annular An electrode arranged in a sputtering pattern becomes an inwardly attracting the sputtered material Zone is created and for this purpose this electrode is at an electrical potential between the potential of the charged atomizer electrode and the potential of that to be coated Objects held. This older, unpublished proposal addresses the problem, if applied electrostatic sputtering devices require the formation of an annular sputtering pattern to avoid, but does not address the security problem discussed above.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Vorrichtungen der eingangs genannten Art das bei ringförmiger Zerstäuberelektrode auftretende ringförmige Niederschlagsmuster in einen auf die Fläche des zu überziehenden Gegenstandes gleichmäßig verteilten Niederschlag umzuwandeln und dies durch eine verhältnismäßig kleine leicht zu handhabende Vorrichtung zu erreichen.The present invention is based on the object of the devices mentioned at the beginning Type the ring-shaped precipitation pattern that occurs with a ring-shaped atomizer electrode in one to convert the area of the object to be coated evenly distributed precipitation and to achieve this with a relatively small, easy-to-use device.

Demgemäß ist eine elektrostatische, vorzugsweise von Hand zu betätigende Vorrichtung zum Aufstäuben von Überzügen auf Werkstücke mit einem an eine in Abhängigkeit seines Abstandes vom Werkstück veränderliche Hochspannung angeschlossenen Zerstäuberkopf mit ringförmiger Zerstäuberelektrode, innerhalb der eine ein kleineres Potential als die Zerstäuberelektrode aufweisende Zusatzelektrode angeordnet ist und außerhalb der eine Abschirmung mit einer in die Zerstäubungsrichtung weisenden Kante vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zerstäuberelektrode konzentrisch umgebende Abschirmung, die aus Isoliermaterial besteht, in unmittelbarer Nähe der Zerstäuberelektrode angeordnet und direkt von der Zerstäuberelektrode getragen ist.Accordingly, there is an electrostatic, preferably hand-operated, device for sputtering of coatings on workpieces with one to one depending on its distance from the workpiece variable high voltage connected atomizer head with ring-shaped atomizer electrode, within the one additional electrode which has a lower potential than the atomizer electrode is arranged and outside of a shield with one pointing in the direction of atomization Edge is provided, characterized in that the concentrically surrounding the atomizer electrode Shielding, which consists of insulating material, arranged in the immediate vicinity of the atomizer electrode and carried directly by the atomizing electrode.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Verwendung der Zerstäuberelektrode mit dem Hochspannungskreis an ihrer Außenfläche durch einen Berührungskontakt hergestellt ist, erstreckt sich die Abschirmung über den Bereich dieses Berührungskontaktes.According to an advantageous embodiment of the invention, in which the use of the atomizer electrode made with the high voltage circuit on its outer surface by a touch contact is, the shield extends over the area of this touch contact.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einer rotierenden Zerstäuberelektrode umgibt die Abschirmung auch die freie Rückseite der Zerstäuberelcktrode.According to a further embodiment of the invention with a rotating atomizer electrode surrounds the shield also covers the free rear side of the atomizer corner electrode.

Durch die Erfindung wird der wesentliche Vorteil erreicht, daß gegenüber den bekannten Ausführungen ein einwandfreier sicherer Gebrauch einer insbesondere von Hand zu tragenden Zerstäubereinrichtung mit einer erheblich kürzeren Abschirmung möglich ist, die weit handlicher als die bekannten ist. Außerdem kann die Zerstäuberpistole dem zu überziehenden Gegenstand erheblich weiter genähert wer-The invention has the essential advantage that compared to the known designs a flawless, safe use of an atomizer device, in particular to be carried by hand is possible with a considerably shorter shield, which is much more manageable than the known ones. In addition, the spray gun can be brought much closer to the object to be coated.

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den, ohne daß die Gefahr eines intensiven Funken- Zusatzelektrode 82 erzeugt. Spannung wird an den Überschlages und damit die Gefahr einer Explosion hochohmigen üedoch etwas leitenden) Überzug an gegeben wäre. Außerdem hat sich die Zeit zum der Außenfläche des Zerstäubers 78 durch einen Überziehen von Gegenständen verkürzt weil durch kleinen Berührungskontakt 87 angelegt, dor mit dem die Ausbildung des Sprühmusters praktisch das ge- 5 leitenden Film während des Drehens der Zerstäubersamte zerstäubte Material auf dem zu überziehenden elektrode 78 einen elektrischen Kontakt herstellt.
Gegenstand niedergeschlagen wird. Die Abschirmung 85 gemäß der Erfindung umgibt Eine Ausführungsform einer Zerstäuberpistole mit die Zerstäuberkante 78 α bzw. die Zerstäuberelekeiner solchen Abschirmung ist in den Fi σ. 1 und 2 trode 78 und erstreckt sich von ihr über eine kleine beispielsweise dargestellt. io Entfernung nach vorn, die größer als der Funkenab-Eine von Hand zu haltende Zerstäubervorrichtung stand für die Kante 78 α bei einem potentialherabsetist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Ein länglicher zenden Stromkreis ist, ersteckt sich jedoch weit weni-Körper 75 aus Isoliermaterial ist mit einem Metall- ger nach vorn als es dem Funkenabstand für eine handgriff 76 und einer Abzugseinrichtung 77 zum Elektrode in einem elektrischen Stromkreis ent-Betätigen eines Ventils versehen, das den Strom eines 15 spräche, der keine potentialherabsetzenden Eigenilüssigen Überzugsmaterials regelt. Ein ringförmiger schäften hat. Die Verbindung mit dem das Potential Zerstäuberkopf 78 oder Zerstäuberelektrode ist an reduzierenden Stromkreis ermöglicht eine viel kürdem vorderen Ende des Körpers 75 drehbar an- zere Abschirmung als es sonst möglich sein würde, geordnet. Diese ringförmige Zerstäuberelektrode 78 und schafft dadurch eine Zerstäuberpistole, die viel besteht vorzugsweise aus Isoliermaterial, welches mit ao handlicher ist.without creating the risk of an intense sparking additional electrode 82. Voltage is applied to the flashover and there is therefore a risk of an explosion if the coating would be high-resistance (but somewhat conductive). In addition, the time to the outer surface of the atomizer 78 by coating objects has been shortened because of the small touch contact 87, with which the formation of the spray pattern practically the conductive film atomized during the rotation of the atomizer material on the electrode to be coated 78 establishes electrical contact.
Object is knocked down. The shield 85 according to the invention surrounds an embodiment of an atomizer gun with the atomizer edge 78 α or the atomizer ele of such a shield is shown in FIGS. 1 and 2 trode 78 and extends from it over a small example shown. io distance forward, greater than the Funkenab-A hand-held sprayer apparatus stand for the edge 78 at an α potentialherabsetist shown in FIG. 1 schematically. An elongated zenden circuit is, however, stretches far less- body 75 of insulating material is provided with a metal ger forwards than the spark gap for a handle 76 and a trigger 77 to the electrode in an electrical circuit de-actuating a valve that the current of a person who does not regulate any potential-reducing intrinsic coating material. Has an annular shaft. The connection to the atomizing head 78 or the atomizing electrode is arranged in a reducing circuit allowing a much shorter front end of the body 75 to be rotatable than would otherwise be possible. This annular atomizer electrode 78 and thereby creates an atomizer gun, which is preferably made of insulating material, which is also more manageable.

einer Schicht eines Materials mit sehr kleiner Leitfä- Die dargestellte Abschirmung 85, die von der nnghigkeit bzw. mit verhältnismäßig hohem elektrischen förmigen Zerstäuberelektrode 78 getragen werden Widerstand überzogen ist. Die rotierende Zerstäuber- kann und sich mit ihm dreht, ist aus einem Hochelektrode 78 wird durch einen Stromkreis auf eine spannung gut isolierenden Material hergestellt und hohe Spannung, beispielsweise 80 bis 90 kV aufgela- 25 vorzugsweise biegsam und besteht beispielsweise aus den, der eine hohe wirksame Impedanz hat, die im Polyäthylen. Der vordere Teil 85 α der Abschirmung vorliegenden Fall durch Widerstände 79 und 80 je- 85 kann der Kante 78 α verhältnismäßig naheliegen weils in der Größenordnung von 500 Megohm ge- und braucht nur um ein Geringes von dieser Kante schaffen ist. Die Widerstände 79 und 80 werden mit 78 α nach vorn vorzustehen. Das Vorhandensein der Hochspannung von einer Stromquelle 81 gespeist, 30 inneren Zusatzelektrode 82 ermöglicht, daß die Abdie eine Ausgangsspannung in der Größenordnung schirmung 85 der Kante 78 ο der Zerstäuberelekvon beispielsweise 100 kV erzeugen kann. Innerhalb trode 78 sehr nahe gebracht werden kann, ohne die der sich drehenden Zerstäuberelektrode 78 befindet Qualität der elektrostatischen Zerstäubung nachteilig sich eine innere Zusatzelektrode 82 aus Isoliermate- zu beeinflussen. Es wurde gefunden, daß bei dieser rial, die mit einem Film von hohem elektrischen 35 Art einer von Hand gehaltenen Zerstäubereinrich-Widerstand, der jedoch etwas leitend ist, überzogen tung gemäß der Darstellung die Abschirmung 85 in ist. Während des Arbeitens wird dieser Film als einem Abstand von etwa 1,2 cm von der Kante 78 a Folge der von der ringförmigen Zerstäuberelektrode der Zerstäuberelektrode 78 angeordnet sein kann. 78 zu der inneren Zusatzelektrode 82 und dann Die dargestellte Abschirmung 85 übt weiter eine sehr durch einen spannungsabfallerzeugenden Widerstand 40 erwünschte zusammendrückende Wirkung auf den 83 fließenden Kriechstromes auf einer Spannung ge- äußeren Durchmesser des Zerstäubungsmusters aus halten, die zwischen der der Zerstäuberelektrode 78 und reduziert den dünnen Rand von etwas trockene- und Erde liegt. Der Widerstand 83 hat beispielsweise ren Sprühteilchen, der anderenfalls den erwünschten einen Wert in der Größenordnung von 10 000 Meg- Teil des Sprühmusters umgeben würde, ohne die ^onm- 45 Qualität der Zerstäubung nachteilig zu beeinflussen. Eine Verbindung zur Erde von dem Widerstand Weiterhin wurde gefunden, daß durch die Anord-83 wird durch einen Elektromotor 84 geschlossen, nung der Abschirmung 85 mit einem hinteren sich der die drehbaren Teile an dem vorderen Ende der einwärts erstreckenden Teil, der mit 85 b bezeichnet Zerstäubereinrichtung dreht, und der Motor 84 ist ist, Kriechströme von dem Berührungskontakt 87 durch den geerdeten Metallhandgriff 76 geerdet. Der 50 weitestgehend reduziert werden, und dieser Teil sosich drehenden ringförmigen Zerstäuberelektrode 78 wohl als auch die Kante 78 a der Zerstäuberelekist eine sehr leichte Abschirmung zugeordnet, die mit trode 78 werden gegen zufällige unerwünschte Be-85 bezeichnet ist, und diese Abschirmung 85 und rührung abgeschirmt. Bei einer von Hand gehaltenen ihre Beziehung zu den anderen Teilen wird nächste- Zerstäubereinrichtung der beschriebenen Art mit höhend im einzelnen beschrieben. ₅₅ her Impedanz wurde gefunden, daß das Vorhandeninsbesondere aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß die ro- sein der Abschirmung 85 rings um den Berührungstierende Zer^änberelektrode 78 an ihrer Innenfläche kontakt 87 eine bis etwa 5 kV höhere Zerstäuberzu einer verhältnismäßig scharfen äußeren Kante spannung an der Kante 78 α der Zerstäuberelektrode 78 α zugespitzt ist. Flüssiges Uberzugsmaterial, wel- 78 ergibt. Die Abschirmung 85, insbesondere in Verches durch ein Speiserohr 86 zugeführt wird, fließt in 60 bindung mit einer Zerstäuber- und Aufladeeinricheinem dünnen Film auf die Innenfläche des rotieren- tung der hier dargestellten und beschriebenen Art geden Teiles zu der Kante 78 a, wo es elektrostatisch währleistet einen guten mechanischen Schutz, ferner zerstäubt wird. Das Hochspannungs-Zerstäuber- und eine erwünschte Verkleinerung des äußeren Durch- -Aufladefeld an der Kante 78 α wird teilweise durch messers des Zerstäubungsmusters, ohne die Qualität die Spannungsdifferenz zwischen dieser Kante 78« 6₅ der elektrostatischen Zerstäubung zu vermindern; und dem zu überziehenden geerdeten Gegenstand ferner schützt sie den Berührungskontakt in solcher und teilweise durch den Spannungsabfall zwischen Weise, daß die Übertragung der Spannung zur Kante dieser Kante 78 α und der Kante 82 α der inneren der Zerstäuberelektrode verbessert wird.a layer of material with very little conductive resistance. The rotating atomizer can and rotates with it is made of a high electrode 78 is made by a circuit on a voltage-insulating material and high voltage, for example 80 to 90 kV, is preferably flexible and consists, for example, of the one that has a high voltage effective impedance that in polyethylene. The front part 85 α of the shield present in the case of resistors 79 and 80 each 85 can be relatively close to the edge 78 α because it is of the order of 500 megohms and is only needed to create a small amount of this edge. The resistors 79 and 80 will protrude forward with 78 α. The presence of the high voltage supplied by a current source 81, 30 internal additional electrode 82 enables the Abdie to generate an output voltage of the order of magnitude of the shielding 85 of the edge 78 o the atomizer elec- tric of, for example, 100 kV. Inside the electrode 78 can be brought very close, without which the rotating atomizer electrode 78 is located, adversely affecting the quality of the electrostatic atomization an inner additional electrode 82 made of insulating material. It has been found that in this rial, which is coated with a film of high electrical 35 type of hand-held atomizer resistance, but which is somewhat conductive, the shield 85 is shown in FIG. While working, this film is kept at a distance of about 1.2 cm from the edge 78 a result, which can be arranged by the annular atomizing electrode of the atomizing electrode 78. 78 to the inner additional electrode 82 and then the shown shield 85 further exerts a compressive effect, which is very desirable due to a voltage drop generating resistor 40, on the 83 flowing leakage current at a voltage of the outer diameter of the atomization pattern which is between that of the atomizer electrode 78 and reduces the thin edge of something dry and earth lies. Resistor 83, for example, has spray particles which would otherwise surround the desired value on the order of 10,000 megs of the spray pattern without ^adversely affecting the onm-45 quality of the atomization. A connection to ground of the resistor has furthermore been found that by Anord-83 is closed by an electric motor 84, the shield voltage 85 with a to the rear of the rotary members at the leading end of the inwardly extending portion designated 85 b Atomizer rotates, and motor 84 is grounded, leakage currents from touch contact 87 through grounded metal handle 76. The 50 should be reduced as much as possible, and this part of the rotating annular atomizer electrode 78 as well as the edge 78 a of the atomizer electrode is assigned a very light shielding, which is designated with electrode 78 against accidental undesirable effects, and this shielding 85 and contact are shielded . In the case of a hand-held one, its relationship to the other parts will next be described in detail as an atomizing device of the type described. _In terms of impedance, it was found that the presence in particular from FIG. 2 it can be seen that the ro- be of the shielding 85 around the contact bulling electrode 78 on its inner surface contact 87 an atomizer up to about 5 kV higher to a relatively sharp outer edge voltage at the edge 78 α of the atomizer electrode 78 α is pointed. Liquid coating material which results in 78. The shielding 85, in particular supplied through a feed pipe 86, flows in a bond with an atomizer and charging device onto the inner surface of the rotating part of the type shown and described here to the edge 78a , where it is electrostatic ensures good mechanical protection and is atomized. The high-voltage atomizer and a desired reduction in the outer through-charging field at the edge 78 α is partially cut by the atomization pattern without reducing the quality of the voltage difference between this edge 78-6 _{5 of} the electrostatic atomization; and the earthed object to be coated, it further protects the touch contact in such a way, and in part by the voltage drop between, that the transmission of voltage to the edge of this edge 78α and the edge 82α of the interior of the atomizing electrode is improved.

Hierzu 1 ßfatt ZeichnungenIn addition 1 full drawings

Claims

Patent claims:

1. Electrostatic, preferably hand-operated device for dusting Coating on workpieces with one to one depending on its distance to the workpiece variable high voltage connected atomizer head with ring-shaped atomizer electrode, within the one additional electrode which has a lower potential than the atomizer electrode is arranged and outside of a shield with one in the atomization direction pointing edge is provided, characterized in that the atomizer electrode (78) concentrically surrounding shielding (85), which consists of insulating material, »in the immediate vicinity of the atomizer electrode (78) and carried directly by the atomizing electrode (78).

2. The electrostatic device of claim 1, wherein the connection of the atomizing electrode made with the high voltage on its outer surface through a touch contact is, characterized in that the shield (85) extends over the area of the touch contact (87) extends.

3. Electrostatic device according to claim 1, with rotating atomizer electrode, characterized in that the shield (85) also covers the free rear side of the atomizer electrode (78) surrounds.